在電動汽車領域,三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池是兩種主流。它們的物理和化學結構不同,所以材料的財產也不同,導致性能上的差異。
三元鋰電池的優(yōu)點是能量密度高、低溫性能好、充放電密度高、電量估計準確,磷酸鐵鋰電池的優(yōu)勢是成本低、穩(wěn)定。
從材料本身的結構來看,三元材料在相同數量的鋰離子下具有更低的分子量,因此其比容量高于鐵鋰,電池的能量密度也更高。
三元材料的晶體結構是層狀的。在充放電過程中,Li+被嵌入到MO6的層間結構中(Mn=Ni,Mn,Co)。隨著鎳含量的增加,脫嵌Li+增加,三元材料的理論容量和電池能量密度增加。
磷酸鐵鋰晶體呈現三維網狀橄欖石結構,形成一維Li+傳輸通道,限制了Li+的擴散。同時,八面體FeO6是共頂點連接的,導致電子遷移率比三元層狀結構慢100-1000倍。
三元正極中的鋰離子可以在兩個不同的方向上移動,這使得電池比鋰鐵更強大,充電和放電能力更強。
三元鋰離子電池(Lithium-ion Ternary Battery),也稱為鋰離子三元電池,是一種采用三元正極材料的鋰離子電池。它是目前應用較廣泛的鋰離子電池類型之一。
三元鋰離子電池由三個主要組件構成:
正極材料:常用的三元電池正極材料是由鎳、鈷和錳的化合物形成,比如鋰鎳鈷錳氧化物(LiNiCoMnO2或NMC)。
負極材料:負極材料通常是石墨,用于嵌鋰和釋放鋰離子。
電解液:電解液是電池中正負極之間的導電介質,通常是由有機溶劑和鋰鹽組成。
鋰電池是一類由鋰金屬或鋰合金為負極材料、使用非水電解質溶液的電池。以前,因為鋰金屬的化學性質非?;顫?,對加工、保存、使用,環(huán)境要求非常高,所以鋰電池長期沒有得到應用。隨著現代科學的發(fā)展鋰電池現在已經成為了主流。